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铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺如下(部分操作和条件略):Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合充分焙烧.Ⅱ.焙
题目详情
铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合充分焙烧.
Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取,分离得到溶液A和固体A.
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7~8,分离得到溶液B和固体B.
Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化,使溶液pH小于5.
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾,得到重铬酸钾晶体.
(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下,配平并填写空缺:
___FeO•Cr2O3+___Na2CO3+___=___Na2CrO4+___Fe2O3+___CO2↑;
②Na2CO3+Al2O3═2NaAlO2+CO2↑.
(2)固体A中主要含有___(填写化学式).
(3)已知重铬酸钾溶液中存在如下平衡:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O.Ⅳ中调节溶液pH<5时,其目的是___.
(4)Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,已知下表数据
①该反应能发生的理由是___.
②获得K2Cr2O7晶体的操作有多步组成,依次是:加入KCl固体、___、___、过滤、洗涤、干燥得到晶体.
(5)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是:称取n g样品,加入过量___(填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO2、…灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g.计算样品中氢氧化铝的质量分数为___(用含m、n的代数式表示).
Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合充分焙烧.
Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取,分离得到溶液A和固体A.
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7~8,分离得到溶液B和固体B.
Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化,使溶液pH小于5.
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾,得到重铬酸钾晶体.
(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下,配平并填写空缺:
___FeO•Cr2O3+___Na2CO3+___=___Na2CrO4+___Fe2O3+___CO2↑;
②Na2CO3+Al2O3═2NaAlO2+CO2↑.
(2)固体A中主要含有___(填写化学式).
(3)已知重铬酸钾溶液中存在如下平衡:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O.Ⅳ中调节溶液pH<5时,其目的是___.
(4)Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,已知下表数据
物质 | KCl | NaCl | K2Cr2O7 | Na2Cr2O7 | |
溶解度 (g/100g水) | 0 | 28 | 35.7 | 4.7 | 163 |
40 | 40.1 | 36.4 | 26.3 | 215 | |
80 | 51.3 | 38 | 73 | 376 |
②获得K2Cr2O7晶体的操作有多步组成,依次是:加入KCl固体、___、___、过滤、洗涤、干燥得到晶体.
(5)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是:称取n g样品,加入过量___(填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO2、…灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g.计算样品中氢氧化铝的质量分数为___(用含m、n的代数式表示).
▼优质解答
答案和解析
(1)反应中Fe、Cr元素化合价升高,结合元素守恒可知缺陷物质为氧气,Fe元素化合价由+2价升高为+3价,Cr元素化合价由+3价升高为+6价,总升高+7价,O元素化合价由0价降低为-2价,共降低4价,化合价升降最小公倍数为28,故FeO•Cr2O3的系数为4,氧气系数为7,再根据原子守恒配平后方程式为:4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,
故答案为:4;8;7O2;8;2;8;
(2)焙烧时MgO未反应,焙烧后的固体加水浸取,分离得到固体A为Fe2O3、MgO,
故答案为:Fe2O3、MgO;
(3)由于存在反应平衡Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,加入酸,氢离子浓度增大,平衡左移,作用是使CrO42-转化为Cr2O72-,
故答案为:使CrO42-转化为Cr2O72-;
(4)①温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,低温下四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小,利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾,
故答案为:温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,低温下四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小,利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾;
②加入KCl固体后,利用溶解度不同,温度对溶解度影响,再经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到K2Cr2O7晶体,
故答案为:加热浓缩、冷却结晶;
(5)固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,为精确分析B中氢氧化铝含量,先利用氢氧化铝的两性,用过量的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝,过滤除去不溶物,向滤液中通入二氧化碳重新生成氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝固体,
根据Al元素守恒,样品中氢氧化铝的质量分数=
=
,
故答案为:NaOH溶液;
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| ||
故答案为:4;8;7O2;8;2;8;
(2)焙烧时MgO未反应,焙烧后的固体加水浸取,分离得到固体A为Fe2O3、MgO,
故答案为:Fe2O3、MgO;
(3)由于存在反应平衡Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,加入酸,氢离子浓度增大,平衡左移,作用是使CrO42-转化为Cr2O72-,
故答案为:使CrO42-转化为Cr2O72-;
(4)①温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,低温下四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小,利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾,
故答案为:温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,低温下四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小,利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾;
②加入KCl固体后,利用溶解度不同,温度对溶解度影响,再经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到K2Cr2O7晶体,
故答案为:加热浓缩、冷却结晶;
(5)固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,为精确分析B中氢氧化铝含量,先利用氢氧化铝的两性,用过量的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝,过滤除去不溶物,向滤液中通入二氧化碳重新生成氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝固体,
根据Al元素守恒,样品中氢氧化铝的质量分数=
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ng |
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故答案为:NaOH溶液;
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